(d)锻造→球化退火→机加工→淬火→低温回火→冷处理→磨削加工→时效 26．冲硅钢片用的模具可选用的材料是（ ）。
(a)45 (b)CrWMn (c)Cr12MoV (d)42CrMo 27. 形状简单的小冲头可选用的材料是（ ）。
(a)45 (b)CrWMn (c)35 (d)42CrMo 28．压铸铝合金用的模具，其合适的材料和热处理工艺是（ ）。
(a)45 调质 (b)5CrMnMo淬火低温回火 (c)3Cr2W8V调质+渗氮 (d) W18Cr4V淬火+200℃回火 29．手工使用的錾子、凿子、冲子等多采用( )。
（a）50 （b）T7和T8A （c）CrWMn （d）W18Cr4V 30．锉刀、刨刀等要求硬度和耐磨性高的刃具多采用（ ）。
（a）T7 （b）T12A、T13A （c）1Cr18Ni9Ti （d）60Si2Mn 31．小钻头、丝锥、低速车刀等多采用（ ）。
（a）5CrMnMo （b）W18Cr4V （c）T9～T11(A) （d）42CrMo
32．板牙、拉刀、长丝锥、长铰刀以及一些精密量具（如游标卡尺、块规等）和形状复杂的冷作模具可以选
用（ ）。
（a）CrWMn （b）T7 （c）45 （d）60Si2Mn 33．高速切削的刃具选用（ ）。
（a）CrWMn （b）W18Cr4V （c）9SiCr （d）GCr15 34．重载的冲孔落料模可以选用（ ）。
（a）CrWMn （b）GCr15 （c）Cr12MoV （d）9SiCr 35．重载的拉丝模可以选用（ ）。
（a）CrWMn （b）GCr15 （c）Cr12 （d）9SiCr 36．重载的冲孔用的冲头可以选用（ ）。
（a）CrWMn （b）GCr15 （c）W18Cr4V （d）9SiCr 37.热锻模可以选用（ ）。
（a）CrWMn （b）5CrMnMo （c）40Cr （d）45 38．蒸汽阀门的阀杆对力学性能要求较高，同时要求具有一定的耐腐蚀性，其合适的材料和热处理工艺是（ ）。
(a)1Cr18Ni9Ti固溶处理 (b)2Cr13淬火+高温回火 (c)45钢调质 (d)20CrMnTi渗碳 39．加工餐具用的钢板可以选用（ ）。
(a)1Cr18Ni9Ti (b)1Cr13 (c)20钢 (d)工业纯铁
40．长期在700℃温度下使用的构件，承受一定的应力作用，可选用的材料是（ ）。
(a)45 (b)5CrMnMo (c)1Cr18Ni9Ti (d)42CrMo 41．拖拉机履带板可以选用（ ）。
(a)45 (b)ZGMn13 (c)ZG45 (d)CrWMn
42．用W6Mo5Cr4V2高速钢制刀具加工不锈钢时寿命比较短，换用材料（ ）能提高刀具的寿命。
(a)42CrMo (b)W18Cr4V (c)40Cr (d)YG6X 43．要求强度高，同时要求耐腐蚀的零件可以选用（ ）。
（a）Cr12MoV （b）42CrMo （c）4Cr13 （d）40Cr 1 c 21 d 41
2 b 22 c 42 3 b 23 b 43 4 b 24 c 5 b 25 b 6 d 26 c 7 c 27 b 8 d 28 c 9 c 29 b 10 c 30 b 11 c 31 c 12 c 32 a 13 d 33 b 14 c 34 c 15 a 35 c 16 b 36 c 17 b 37 b 18 c 38 b 19 c 39 a 20 d 40 C 21
b d c 二、判断题
1．齿轮的模数越大，需要的硬化层越深。（ ）
2．低碳钢制造的齿轮需要经过渗碳或碳氮共渗后才使用。（ ）
3．塑料、黄铜、低碳钢、中碳钢等材料都可以用来制造齿轮，但对一种具体的齿轮来说这几类材料不一定都合适。（ ）
4．多数合金元素可以提高钢的淬透性、回火稳定性，但不会影响钢的临界温度。（ ） 5．强碳化物形成元素都能提高钢的耐磨性。（ ） 6．40Cr比42CrMo的淬透性好。（ ）
7．焊接件多选用低碳低合金钢而受力很大的冷作模具多选用高碳高合金钢。（ ） 8．S在滚动轴承钢及其他优质钢中是有害元素，但在易切削钢中却是有益元素。（ ） 9．Mo、W等合金元素具有防止第二类回火脆性的作用，所以被加入到渗碳钢中。（ ） 10．Mo、W、Ti等合金元素具有防止奥氏体晶粒长大作用，所以被加入到渗碳钢中。（ ） 11．对综合力学性能要求高的零件选用调质钢制造，45钢是调质钢，制造要求综合力学性能好的直径为300mm
的轴可以选用45钢。（ ）
12．弹簧无论是用碳素钢还是合金钢制造的，一般淬火时都用油作为冷却介质。（ ） 13．GCr15只能用来制造滚动轴承。（ ）
14．因为Cr、V等元素能提高材料在高温下的组织稳定性，所以在高温下使用的弹簧钢往往加入这类合金元素。（ ）
15．因调质钢经过表面淬火后能提高其耐磨性，对整体韧性影响不大，所以常常在需要局部要求耐磨同时要
求整体综合性能好的零件上使用。（ ） 16．刃具钢属于高碳钢。（ ）
17．刃具钢的预先热处理绝大多数是球化退火。（ ）
18．高速钢中加热合金元素多的主要目的是为了提高淬透性。（ ）
19．在高速钢中加热W、Mo、V等合金元素的目的是为了提高热硬性和耐磨性。（ ） 20．GCr15轴承钢不能用于制造刃具。（ ） 21．高碳钢的预先热处理一般采用球化退火。（ ） 22．W18Cr4V高速钢不能用来制造冷冲模具。（ ） 23．高速钢的淬火加热温度不能低于1150℃。（ ）
24．对高碳钢来说，在相同保温时间条件下，淬火加热温度愈高，淬火后残余奥氏体愈高。（ ）
25．为了减少残余奥氏体含量，高碳钢在淬火后应及时进行冷处理，如果在回火后进行冷处理，其效果不如
回火前进行冷处理。（ ）
26．40CrNiMo等调质钢制造冷模具，经过表面渗碳也是可以的。（ ） 27．一种零件的选材不是惟一的，往往有多种材料可以选择。（ ）
28．为了防止复杂零件在加热过程中因为热应力产生变形和开裂，可以采用分段加热的方法予以防止。（ ） 29．常用的冷模具钢是Cr12或Cr12MoV。（ ）
30．高碳低合金钢常常用来制造性能要求较高的量具。（ ）
31．不锈钢中都含有较高含量的Cr元素，这是因为Cr与O2反应生成Cr2O3具有很高的耐磨性而防止了氧化磨损。（ ）
32．硬质合金具有比高速钢更高的耐磨性和热硬性。（ ）
33．降低奥氏体不锈钢中的C能提高其耐蚀性，因此1Cr18Ni9、0Cr18Ni9和00Cr18Ni9的耐蚀性依次增加。
（ ）
22
34．在耐热钢中加入Cr、Mo、Si等元素能提高高温抗氧化性。（ ）
35．因为耐磨钢（高锰钢）不经过淬火处理在室温就可以得到马氏体组织，所以具有很高的耐磨性。（ ） 36．奥氏体具有大的加工硬化能力，所以在室温时奥氏体的钢切削加工困难。（ ） 37．拔丝模用Cr12制造寿命比较短，改用硬质合金能提高其寿命。（ ）
38．在固溶体基体上均匀分布一定量的第二相硬质点不仅能提高其强度和耐磨性，而且也能提高其耐蚀性。（ ）
39. 铁素体不锈钢能抗大气、硝酸和盐水溶液的腐蚀。（ ） 40．奥氏体不锈钢的价格比马氏体和铁素体的价格低。（ ）
41．钨钴钛类比钨钴类硬质合金有较高的硬度和较好的耐磨性及热硬性。（ ）
42．高速钢钢结硬质合金适用于制造各种形状复杂的刀具如麻花钻头、铣刀等，也可制造在较高温度下工作
的模具和耐磨零件。（ ） 1 √ 21 √ 41 √ 2 √ 22 × 42 √ 3 √ 23 × 4 × 24 √ 5 √ 25 √ 6 × 26 √ 7 √ 27 √ 8 √ 28 √ 9 × 29 √ 10 √ 30 √ 11 × 31 × 12 √ 32 √ 13 × 33 √ 14 √ 34 × 15 √ 35 √ 16 √ 36 √ 17 √ 37 √ 18 × 38 × 19 √ 39 √ 20 × 40 × 三、问答题
1.通过对45钢和40Cr钢的性能分析，说明化学成分对钢的性能、热处理工艺的影响。
答：虽然45钢的含碳量比40Cr的高，但淬火并在相同温度回火后前者的强度不一定比后者高。因为Cr具有固溶强化和提高回火稳定性的作用。另外，Cr提高淬透性，当零件尺寸较小时可以用油作为冷却介质冷却。 2.说明高速钢中合金元素的作用及其对性能的影响。
答：C：固溶在马氏体中提高其硬度、强度和耐磨性；形成碳化物提高耐磨性。
Cr：提高淬透性。
W、M、V：形成碳化物提高耐磨性，提高回火稳定性；产生二次硬化提高耐磨性和红硬性。 3.指出下列合金钢的类别、用途及热处理特点：
40Cr；60Si2Mn；GCr15；9SiCr；40CrNiMo；Cr12MoV；5CrMnMo；1Cr18Ni9Ti。 答：40Cr、40CrNiMo：调质钢；重要的机器零件；调质处理。
5CrMnMo：热作模具钢；热锻模具；调质处理。
60Si2Mn：弹簧钢；较大尺寸的弹簧；淬火+中温回火。
GCr15：滚动轴承钢；滚动轴承、刃具；球化退火，淬火+低温回火。
9SiCr、GCr15：低合金刃具钢；低速刃具、冷作模具；球化退火，淬火+低温回火。 1Cr18Ni9Ti：奥氏体不锈钢；耐腐蚀件；固溶处理。
4.对拖拉机曲轴，根据其工作条件，如何选材？其热处理工艺如何制定？
答：曲轴工作时受交变弯曲应力、扭转应力和摩擦力，造成磨损和断裂。对功率较小的柴油机曲轴可选用球墨铸铁铸件，较大功率的一般选用45钢锻件。热处理采用调质处理+轴颈表面淬火。
5.汽车变速箱齿轮是在承受较强烈的冲击作用和受磨损的条件下进行工作的，对于这类构件，应如何选材和制定热处理工艺？
答：一般选用渗碳钢经过渗碳-淬火-低温回火处理。根据尺寸大小（主要是模数）选择不同淬透性的钢，一般选用中淬透性的20CrMnTi、20CrMnMo渗碳钢。根据模数大小确定渗层深度，根据渗层深度确定渗碳时间。 6．模数m为4.5的汽车圆柱直齿轮，承受大的冲击，要求心部性能：Rm＞900MPa，Re＞700MPa，Ku＞50J；要求表面硬度达到58~60HRC，问选用哪一种钢制造为宜？其生产工艺路线如何安排？并说明其热处理工艺
23
方法及主要目的。
答：材料选用中淬透性渗碳钢如20CrMnTi. 生产工艺路线：
下料→锻造→正火→机加工→渗碳预冷淬火+低温回火（→喷丸）→精加工
预先热处理采用正火，主要目的是得到合适的硬度便于机加工，消除锻造应力防止变形。 最终热处理采用渗碳预冷淬火+低温回火工艺。通过渗碳提高表层含碳量，经淬火低温回火后表面具有高硬度、高耐磨性、高的接触疲劳强度、高的疲劳强度，而心部具有较高强度和塑性、韧性，满足使用性能要求。 7．某型号柴油机的凸轮轴，要求凸轮表面有高的硬度（>50HRC），而心部具有良好的韧性（Ku>40J），原采用45钢调质处理再在凸轮表面进行高频淬火，最后低温回火，现因工厂库存的45钢已用完，只剩15钢，拟用15钢代替。试说明：
（1）原45钢各热处理工序的作用及其热处理后得到的组织；
（2）改用15钢后，仍按原热处理工序进行能否满足性能要求？为什么？
（3）改用15钢后，为达到所要求的性能，在心部强度足够的前提下应采用何种热处理工艺？ 答：（1）调质处理使整体具有良好的综合力学性能，凸轮表面采用感应加热表面淬火和低温回火使其表面具有高硬度和高耐磨性。
（2）不能。由于低碳钢淬火高温回火后强度低，满足不了强度和硬度要求，凸轮表面经感应淬火低温回火后硬度和耐磨性低满足不了对耐磨性要求。
（3）渗碳预冷淬火加低温回火。经该处理后凸轮表面具有高硬度和高耐磨性，而心部为低碳回火马氏体具有较高强度和塑性、韧性。 8． 已知直径为Φ65mm的轴，要求心部硬度为30~40HRC，轴颈表面硬度为50~55HRC，现库存45、20CrMnTi、40CrNi、40Cr四种钢，问选用哪种钢制造为宜？其生产工艺路线如何安排？说明其中的热处理工序的主要目的及画出其工艺曲线，注明加热温度、冷却介质。
答：40Cr，选用45钢淬透性低，20CrMnTi为渗碳钢（优先需用调质钢）。 工艺路线：
下料→锻造→退火→机加工→调质→精加工→轴颈处感应加热表面淬火+低温回火→精加工
预处理采用退火工艺，目的是为了细化组织、降低硬度提高切削机工性能，消除锻造应力防止变形和开裂。
最终热处理采用调质处理使整体具有良好的综合力学性能，轴颈表面采用感应加热表面淬火和低温回火使其表面具有高硬度和高耐磨性。
热处理工艺如下： 840~870℃ 840~860℃ 炉冷 550~650℃ 油冷 油冷 时间 时间
9．对于高速铣刀，回答以下问题。
温度 温度 24
（1）选用何种材料（T10A，W18Cr4V，Cr12MoV）？ （2）在该材料中各合金元素的主要作用是什么？
（3）画出预处理工艺曲线（注明加热温度）和最终热处理（淬火+回火）工艺曲线（注明加热温度）。 （4）为什么要采用多次回火？ 答：（1）选用W18Cr4V。
（2）C：固溶在马氏体中提高其硬度、强度和耐磨性；形成碳化物提高耐磨性。
Cr：提高淬透性和耐磨性。
W、V：形成碳化物提高耐磨性，提高回火稳定性；产生二次硬化提高耐磨性和红硬性。
（3）见教材图7-16、图7-18
（4）多次回火的目的是减少残余奥氏体量，提高硬度和耐磨性。
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